Воздействие твердых частиц естественного и искусственного происхождения на космические аппараты. Новиков Л.С. - 43 стр.

UptoLike

Составители: 

43
Максимальный заряд, сообщаемый частице при контактном
заряжении, определяется выражением:
q
max
= πε
0
d
2
E
max
,
а максимальная скорость, приобретаемая частицей в электриче-
ском поле заряжающего электрода, –выражением:
max 0 max
3, 5 /( ) ,vEUd
=
ερ
где ε
0
электрическая постоянная; Uпотенциал на ускоряющем
электроде; d, ρдиаметр и плотность материала частицы, E
max
максимальная напряженность электрического поля на поверхно-
сти частицы после ее отделения от заряжающего электрода.
Из приведенного выражения видно, что при ограничении за-
рядка частицы эмиссионным током v
max
U
1/2
, а в отсутствие та-
кого ограничения v
max
U.
Обычно используется второй режим ускорения, при котором
справедливо следующее выражение для скорости частицы:
2
0
2/(),vU Rd
επ
ρ
где Rрадиус заряжающего электрода.
Это выражение как раз и показывает характер зависимости
скорости частицы от ее размера и плотностиболее высокие
скорости достигаются для легких частиц. Такая зависимость ско-
рости частиц от их массы также может быть отнесена к недостат-
кам электростатического метода ускорения. Для его устранения
используются различные
методические приемы и технические
средства.
В описываемых экспериментах на ускорителях используется
быстродействующая электростатическая система селекции час-
тиц по скоростям, позволяющая пропускать в эксперименталь-
ную камеру частицы со скоростями, укладывающимися в задан-
ный диапазон. Система селекции, состоящая из двух индукцион-
ных датчиков и электростатического затвора, устанавливается
между выходным концом ускорительной трубки
и эксперимен-
тальной камерой.
   Максимальный заряд, сообщаемый частице при контактном
заряжении, определяется выражением:
                         qmax = πε0d2Emax,
а максимальная скорость, приобретаемая частицей в электриче-
ском поле заряжающего электрода, –выражением:
                    vmax = 3,5 ε0 EmaxU /(d ρ),
где ε0 – электрическая постоянная; U – потенциал на ускоряющем
электроде; d, ρ – диаметр и плотность материала частицы, Emax –
максимальная напряженность электрического поля на поверхно-
сти частицы после ее отделения от заряжающего электрода.
  Из приведенного выражения видно, что при ограничении за-
рядка частицы эмиссионным током vmax ∝ U1/2, а в отсутствие та-
кого ограничения vmax ∝ U.
  Обычно используется второй режим ускорения, при котором
справедливо следующее выражение для скорости частицы:
                        v ≈ U 2ε0 π2 /( Rd ρ),
где R – радиус заряжающего электрода.
   Это выражение как раз и показывает характер зависимости
скорости частицы от ее размера и плотности – более высокие
скорости достигаются для легких частиц. Такая зависимость ско-
рости частиц от их массы также может быть отнесена к недостат-
кам электростатического метода ускорения. Для его устранения
используются различные методические приемы и технические
средства.
   В описываемых экспериментах на ускорителях используется
быстродействующая электростатическая система селекции час-
тиц по скоростям, позволяющая пропускать в эксперименталь-
ную камеру частицы со скоростями, укладывающимися в задан-
ный диапазон. Система селекции, состоящая из двух индукцион-
ных датчиков и электростатического затвора, устанавливается
между выходным концом ускорительной трубки и эксперимен-
тальной камерой.



                                                            43